基于LabVIEW和Simulink的自适应控制

针对LabVIEW 在控制系统设计和仿真方面的不足，文章提出了利用Matlab/RTW 实
现LabVIEW 和Simulink 混合编程的方法以拓宽其应用范围，阐述使用这种方法构建单神经元自适应PID 控制器的过程，并通过基于HUATEC A3000 实验装置的液位控制实例论证了此方法的可行性和实用性。
LabVIEW 是一种图形化编程语言，具有编程简单、内置控件丰富等特点，是虚拟仪器
（Virtual Instrument,简称VI）的工业标准，但其在控制系统设计和仿真方面的功能远不
如Simulink 强大；Simulink 提供一个动态系统建模和仿真和综合分析的集成环境，由于其
结构流程清晰、贴近实际、仿真精度高，被广泛应用于控制系统理论的复杂仿真和设计，但在其图形用户界面和信号测量方面却逊色于LabVIEW。因此，将两者结合起来，可实现优势互补。目前，LabVIEW 和Simulink 的混合编程方法大多数是基于接口通讯技术，如ActiveX、DDE 或者Mathscript 等，它们中大部分只能获取仿真模型执行结果，若要实现实时仿真数据的读取和控制仿真过程，则显得无能为力，即使有的方法可采用其它技术加以解决，但处理过程很繁琐，也缺乏通用性。虽然美国NI 公司和MathWorks 公司联合开发出的接口工具包─Simulation Interface Toolkit 可以实时仿真，可是工具包价格昂贵，需额外购买，这无疑增加了开发成本。本文提出了一种新的混合编程的方法，这种方法是借助Matlab/RTW将Simulink 模型转换为C 代码，然后调用C 语言编译器将它们编译成DLL 文件供LabVIEW调用。由于RTW 能产生独立于Simulink 的模型代码，因此用该方法所构建的应用程序可脱离Matlab 环境下运行。
基于Matlab/RTW 的LabVIEW 和Simulink 混合编程方法可应用于实时控制系统的开发。
这种方法与使用文本语言开发相比，它省去了编写模型和用户界面代码的麻烦，大大提高了系统的开发效率，通用性较好；与使用通用组态软件开发相比，它具有灵活的编程方式，有利于系统的扩展和复杂功能的实现。以下介绍采用此方法构建一个基于HUATEC A3000 高级过程控制实验装置的单神经元自适应PID 控制系统的开发过程。